5G 相比 4G 新加入的技术

● mmWave

即毫米波技术(频率约为 3~300 Ghz),5G 所需的带宽非常庞大,只能选择向高频方向发展,但随着频率升高,损耗也随之增加,覆盖性能会越来越差,那么如何在使用高频段的毫米波的前提下保证覆盖性能呢?可以通过 Massive MIMO(大规模天线)技术解决这一问题。

● Massive MIMO

MIMO 技术相信很多用户已经在 2018 年发布的 iPhone XS 及 iPhone XS Max 设备上有所了解,即多天线端口同时收发,增加分集增益。

在 4G 通信时代,主要以 4 天线、8 天线为主,而 5G 时代运用的大规模 MIMO 技术在使用 30 Ghz 频段时,基站最多可以使用256 根天线同时收发,使用 70 Ghz 频段时,基站最多可以使用 1024 根天线收发,如此庞大的天线数量,相比于 4G 而言,提升将非常明显。

不过大规模 MIMO 技术随着天线数量的增加,波束将收窄,覆盖区域同样会受到影响。观察下图可以发现,从左到右分别为「单天线」、「双天线」、「多天线」状态的波状形状,当只是用单天线时,无线信号将均匀覆盖各个方向,三台移动设备收到的信号强度均等;而在使用双天线时,信号覆盖则存在一定的方向性,正下方的信号覆盖明显强于左右两侧及顶部;这一情况在使用多天线时更加严重,覆盖区域更加狭长,2 号设备能够得到更强地覆盖,而 1 号和 3 号设备则很难收到信号。不过这一难题好在可以通过 Beam Management(波束管理)技术解决。

● Beam Management

中文译名为「波束管理」:基站将会在各个方向均会发射特定的参考信号,终端检测并回馈基站,基站从而判断终端方向。目前实现起来仍具有一定难度,很多技术细节仍无法确定。

● LDPC 编码

5G 通信技术摒弃了 4G 采用的 Turbo 编码,采用了 LDPC 编码,相比于前者,LDPC 编码的优势在于校验矩阵时的稀疏性,使译码算法延时较短,编译长码时更具优势。

首页时政